CH 3 COO - -ClO 3
6.1.2. A kationok II. osztálya
6.1.2.1. Az ón(II)ion reakciói és kimutatása Reakció higany(II-kloriddal
Ha az ón(II)-klorid oldat egy cseppjéhez egy csepp higany(II)-klorid-oldatot cseppentünk, akkor fehér higany(I)-klorid-csapadék (kalomel) válik le:
SnCl2 + 2 HgCl2 = SnCl4 + Hg2Cl2
Ha az ón(II)-klorid feleslegben van jelen, akkor a higany(II)ion fémhigannyá redukálódik:
SnCl2 + HgCl2 = SnCl4 + Hg
Bázis jelenlétében már kevés ón(II)-klorid is fémmé redukálhatja a higany(II)iont. (A reakció gyenge bázisok – anilin, ammónia – jelenlétében is végbemehet. Ez különbözteti meg az ón(II) reakcióját az antimmon(III)-tól.)
Helyezzünk szűrőpapírra egy csepp higany(II)-klorid-oldatot, majd egy csepp vizsgálandó oldatot, és végül egy csepp anilint. Ón(II)ionok jelenlétében fekete folt keletkezik.
A reakció igen érzékeny. Valamennyi kation jelenlétében kimutatható az ón(II)ion ezzel a reakcióval.
Reakció ammónium-molibdáttal
Cseppentsünk szűrőpapírra egy csepp ón(II)-klorid-oldatot, majd egy csepp ammónium-molibdát-oldatot. Kékesfekete folt képződik.
Kis mennyiségű ón(II) esetén zöld folt keletkezik, mivel az ón(II) a molibdátiont csak molibdén(V)-té redukálja.
Jobban észlelhetővé tehető a reakció, ha rodanidionok jelenlétében végezzük el. A keletkező molibdén(V)-rodanid (MoO(SCN)5
2-, illetve Mo(SCN)5) hatására a folt vörös színű lesz.
Egyéb kationok ilyen reakciót nem adnak!
Turnbull-kék-képzési reakció
Ha egy csepp vas(III)-kloridot és egy csepp kálium-[hexaciano-ferrát(III)]-ot szűrőpapírra cseppen-tünk, barna színű foltot kapunk. Erre a foltra egy csepp ón(II)-t tartalmazó oldatot cseppentve a folt színe kékre változik. A vas(III)iont az ón(II) vas(II)-vé redukálja, ami a [hexaciano-ferrát(III)]-ionok-kal Turnbull-kék-csapadékot ad.
2 Fe3+ + Sn2+ = 2 Fe2+ + Sn4+
Fe2+ + 2 [Fe(CN)6]3- = Fe3[Fe(CN)6] Reakció szulfidionokkal
Az ón(II)ionok nátrium-szulfiddal világosbarna színű szulfidcsapadékot adnak. A csapadék a reagens feleslegében oldhatatlan.
Reakció kálium-jodidal
Kálium-jodid-felesleggel vízben nehezen oldódó, vörös ón(II)-jodid képződik. A csapadék sósavban könnyen oldódik, színtelen oldatot képez.
6. Cseppelemzés 257
© Wagner Ödön, BME, Pasinszki Tibor, ELTE www.tankonyvtar.hu Redukció cinkkel
A fémcink savas és lúgos közegben is fémmé redukálja az ón(II)iont. Az ón szivacsos „massza”
formájában válik ki.
6.1.2.2. Az ón(IV)ion reakciói és kimutatása Reakció kálium-jodiddal
Szűrőpapírra helyezzünk egy csepp telített kálium-jodid-oldatot, majd egy csepp cézium-klorid-oldatot, majd egy csepp vizsgálandó oldatot. Végül tegyünk rá még egy csepp kálium-jodid- oldatot.
Ón(IV)-klorid jelenléte esetén fekete folt képződik.
Ezzel a reakcióval megkülönböztethető az Ón(IV) az ón(II)-től, mivel – ón(IV) szennyezést nem tartalmazó – ón(II)-oldat esetén nem kapunk pozitív reakciót.
Egy csepp töményebb kálium-jodiddal óraüvegen megcseppentve az ón(IV)-klorid-oldatot, sárga színű, oldható komplex képződik, ami amilalkohollal kioldható a vizes oldatból. Az amilalkohol sárgára vagy narancssárgára színeződik.
Reakció nátrium-szulfiddal
Nátrium-szulfiddal az ón(IV)ionok sárga ón(IV)-szulfid csapadékot képeznek. A csapadék oldódik a reagens feleslegében és erős bázisokban is.
Redukció cinkkel
Erősen sósavas közegben az ón(IV)ion ón(II)-vé redukálható. Nagy mennyiségű sósavat kell alkalmaznunk, különben a redukció fémónig megy.
Lúgos közegben (eltérően az ón(II)iontól) a cink nem redukálja az ón(IV)ionokat.
6.1.2.3. Az antimon(III)ion reakciói és kimutatása Reakció nátrium-szulfiddal
Nátrium-szulfid hatására az antimon(III)-tartalmú oldatból narancssárga szulfidcsapadék válik le.
2 SbCl3 + 3 Na2S = Sb2S3 + 6 NaCl
A csapadék melegítve jól oldódik 20%-os sósavban, de oldódik a reagens feleslegében, erős bázisokban és ammóniában is.
Reakció ammóniával
Az ammónia ecetsavban oldhatatlan, fehér csapadékot – antimon(III)-hidroxidot – választ le.
Reakció alkáli-hidroxidokkal
Alkáli-hidroxidokkal az antimon(III)-klorid oldatból fehér, a reagens feleslegében oldódó hidroxidcsapadék válik le.
Ha a lúgos oldathoz egy csepp higany(II)-klorid oldatot adunk, fémhiganyból álló fekete csapadék válik le.
Szűrőpapírra egy csepp vizsgálandó oldatot cseppentünk, majd egy csepp higany(II)-klorid- oldatot, végül egy csepp lúgot. Antimon jelenlétében fekete folt képződik. (Ha erős bázis helyett ammóniát használunk, fekete folt helyett barna képződik, ha még gyengébb bázist – pl. anilint – használunk, nem kapunk látható reakciót. Ez megkülönbözteti az antimont az ón(II) hasonló reakciójától.)
Reakció magnéziummal
Ha az óraüvegre cseppentett antimon(III)-klorid-oldathoz két darabka fémmagnéziumot adunk, akkor fekete pelyhekbe fémantimon válik le az oldatból, miközben hidrogén és SbH3-gáz fejlődik. Ez utóbbi kimutatható, ha egy kör alakú szűrőpapírt megnedvesítünk körben, a szélén ezüst-nitrát oldattal, majd erre ráhelyezünk egy porcelántálkát, amibe beletesszük a vizsgálandó oldatot és két-három darabka fémmagnéziumot. Majd az egészet lefedjük egy leforrasztott szárú tölcsérrel. A fejlődő SbH3-gáz nehezebb, mint a levegő, ezért a berendezés aljában terül el, és ott reagál a szűrőpapír ezüst-nitrát-tartalmával. Fekete színű folt keletkezik az alábbi egyenlet alapján:
6 AgNO3 + SbH3 + 3 H2O = 6 Ag + Sb(OH)3 + 6 HNO3
A reakció analóg az elemzéseknél általánosan használt Marsh-, illetve Gutzeit-próbával.
6.1.2.4. Az antimon(V)ion reakciói és kimutatása Reakció higany(II)-kloriddal
Az antimon(V) – ellentétben az antimon(III)-mal – nem redukálja a higany(II)ionokat.
Reakció kálium-jodiddal
Szűrőpapírra cseppentsünk egy csepp keményítőoldatot, egy csepp antimon(V)iont tartalmazó oldatot, majd egy csepp kálium-jodid-oldatot. A megjelenő kék folt a reakcióban keletkező jódra utal. (A reakciót zavarja a vas(III)- és a réz(II)ionok jelenléte.)
SbCl6
- + 2 I- = SbCl4
- + I2 + 2 Cl -Reakció alkáli-hidroxidokkal
Kálium-hidroxiddal, óraüvegen, az antimon(V)-klorid sósavas oldatából fehér, a reagens feleslegében jól oldódó csapadék képződik. Nátrium-hidroxiddal elvégezve a reakciót, a leváló csapadék a reagens feleslegében látszólag nem oldódik. Mindkét lúg hatására fehér antimon(V)-oxi-hidroxid keletkezik:
HSbCl6 + 6 MOH = SbO(OH)3 + 6 MCl + 2 H2O SbO(OH)3 + OH- + H2O Sb(OH)6
- Sb(OH)6
- + Na+ = NaSb(OH)6
6.1.2.5. Az arzén(III)ion (pontosabban az AsO33-) reakciói és kimutatása
Az erősen anionképző arzén(III) vizes oldatokban oxoanion formájában, mint AsO3
3- (illetve HAsO3
2-vagy H2AsO3
-) fordul elő.
Reakció nátrium-szulfiddal
Óraüvegen elvégezve a reakciót sárga színű arzén(III)-szulfid válik le. A csapadék a reagens feleslegében, alkáli-hidroxidokban, sőt ammóniában vagy ammónium-karbonátban is könnyen, színtelenül oldódik. Sósavas savanyításra a sárga szulfidcsapadék újra leválik.
Reakció ezüst-nitráttal
Egy csepp ezüst-nitrát-oldathoz, óraüvegen, egy csepp arzenitoldatot cseppentve leválik a sárga színű ezüst-arzenit. A csapadék salétromsavban vagy ammóniában könnyen oldódik. Ha az ammóniás oldatot melegítjük, redoxireakció megy végbe, és leválik a fekete fémezüstcsapadék. A reakciót sok más anion zavarja, melyek az ezüstionnal színes csapadékot képeznek.
6. Cseppelemzés 259
© Wagner Ödön, BME, Pasinszki Tibor, ELTE www.tankonyvtar.hu Reakció ón(II)-kloriddal
Tömény sósavas ón(II)-klorid-oldat az arzenittartalmú oldatból fekete színű fémarzént választ le (Bettendorf-próba). A reakciót porcelánlemezen (vagy tálkában) végezzük, ötszörös mennyiségű ón(II)-oldatot alkalmazva. Enyhén melegíthetjük is az oldatot a gyorsabb eredmény érdekében.
6.1.2.6. Az arzén(V)ion (pontosabban az AsO4
3-) reakciói és kimutatása
Az erősen anionképző arzén(V) vizes oldatokban oxoanion formájában, mint AsO43-
(illetve HAsO4
2-vagy H2AsO4
-) fordul elő.
Reakció ezüst-nitráttal
Ezüst-nitráttal az arzenátionok barna színű ezüst-arzenát-csapadékot képeznek. A reakciót zavarják az ezüstionnal színes csapadékot adó anionok (pl. a kromát-, vagy [hexaciano-ferrát(III)]-ionok.
Amennyiben az oldatunk az arzenát mellett [hexaciano-ferrát(III)]-ionokat is tartalmaz, az alábbiak szerint járunk el. Tegyünk szűrőpapírra egymás után cseppenként ólom-nitrátot, a vizs-gálandó oldatot, ismét ólom-nitrátot, majd ezüst-nitrátot.
Az arzenátból nehezen oldódó ólom-arzenát keletkezik, amely a folt közepén, az ezüst-kromát színére emlékeztető barnásvörös, majdnem narancssárga folt formájában mutatható ki. A [hexaciano-ferrát(III)]-ionok ólomsókkal nem adnak csapadékot, ezért az a folt széle felé mosható, ahol vas(II)ionokkal Turnbull-kék-csapadék formájában kimutatható.
Az ezüsttel oldhatatlan csapadékot adó ionok jelenléte esetén a reakcióhoz az oldatunkat elő kell készíteni.
Néhány csepp vizsgálandó oldatot 1-2 csepp salétromsavval megsavanyítunk, majd fölös mennyiségben ezüst-nitrátot adunk hozzá. Melegítés közben keverjük, majd hagyjuk leülepedni a csapadékot. Ezután megszűrjük, és a szűrletet egy másik óraüvegre helyezzük. Gyengén meglú-gosítjuk, és egy cseppet belőle szűrőpapírra cseppentünk. Ezüst-nitrátot a foltra cseppentve barna foltot kapunk.
Reakció magnéziummal
Az antimon(III)-nál leírt módszerrel az ezüst-nitráttal megcseppentett szűrőpapír ugyanúgy megfeketedik, mint az antimon(III) esetén. A reakcióval az antimon és az arzén, illetve ezek ionjai nem különböztethetők meg egymástól.
Reakció kálium-jodiddal
Kálium-jodiddal, sósavas közegben, jódkiválást tapasztalhatunk. Keményítőoldattal megcseppentett szűrőpapíron végezve a reakciót kék színű foltot kapunk.